有关物理实验报告范文（精选13篇）
【实验目的】
观察光栅的衍射光谱，掌握用分光计和透射光栅测光波波长的方法。
【实验仪器】
分光计，透射光栅，钠光灯，白炽灯。
【实验原理】
光栅是一种非常好的分光元件，它可以把不同波长的光分开并形成明亮细窄的谱线。
光栅分透射光栅和反射光栅两类，本实验采用透射光栅，它是在一块透明的屏板上刻上大量相互平行等宽而又等间距刻痕的元件，刻痕处不透光，未刻处透光，于是在屏板上就形成了大量等宽而又等间距的狭缝。刻痕和狭缝的宽度之和称为光栅常数，用d 表示。
由光栅衍射的理论可知，当一束平行光垂直地投射到光栅平面上时，透过每一狭缝的光都会发生单缝衍射，同时透过所有狭缝的光又会彼此产生干涉，光栅衍射光谱的强度由单缝衍射和缝间干涉两因素共同决定。用会聚透镜可将光栅的衍射光谱会聚于透镜的焦平面上。凡衍射角满足以下条件， ±1， ±2， …的衍射光在该衍射角方向上将会得到加强而产生明条纹，其它方向的光将全部或部分抵消。式（10）称为光栅方程。式中d为光栅的光栅常数，θ为衍射角，λ为光波波长。当k=0时，θ= 0得到零级明纹。当k = ±1， ±2 …时，将得到对称分立在零级条纹两侧的一级，二级 … 明纹。
实验中若测出第k级明纹的衍射角θ，光栅常数d已知，就可用光栅方程计算出待测光波波长λ。
【实验内容与步骤】
分光计的调整
分光计的调整方法见实验1。
用光栅衍射测光的波长
（1）要利用光栅方程（10）测光波波长，就必须调节光栅平面使其与平行光管和望远镜的光轴垂直。
先用钠光灯照亮平行光管的狭缝，使望远镜目镜中的分划板上的中心垂线对准狭缝的像，然后固定望远镜。将装有光栅的光栅支架置于载物台上，使其一端对准调平螺丝a ，一端置于另两个调平螺丝b、c的中点，如图12所示，旋转游标盘并调节调平螺丝b或c ，当从光栅平面反射回来的“十”字像与分划板上方的十字线重合时，如图13所示，固定游标盘。
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图12 光栅支架的位置 图13 分划板
（2）调节光栅刻痕与转轴平行。
用钠光灯照亮狭缝，松开望远镜紧固螺丝，转动望远镜可观察到0级光谱两侧的±1、±2 级衍射光谱，调节调平螺丝a （不得动b、c）使两侧的光谱线的中点与分划板中央十字线的中心重合，即使两侧的光谱线等高。重复（1）、（2）的调节，直到两个条件均满足为止。
（3）测钠黄光的波长
① 转动望远镜，找到零级像并使之与分划板上的中心垂线重合，读出刻度盘上对径方向上的两个角度θ0和θ0/，并记入表4 中。
② 右转望远镜，找到一级像，并使之与分划板上的中心垂线重合，读出刻度盘上对径方向上的两个角度θ右和θ右/，并记入表4中。
③ 左转望远镜，找到另一侧的一级像，并使之与分划板上的中心垂线重合，读出刻度盘上对径方向上的两个角度θ左和θ左/，并记入表4中。
观察光栅的衍射光谱。
将光源换成复合光光源（白炽灯）通过望远镜观察光栅的衍射光谱。
【注意事项】
分光计的调节十分费时，调节好后，实验时不要随意变动，以免重新调节而影响实验的进行。
实验用的光栅是由明胶制成的复制光栅，衍射光栅玻璃片上的明胶部位，不得用手触摸或纸擦，以免损坏其表面刻痕。
转动望远镜前，要松开固定它的螺丝；转动望远镜时，手应持着其支架转动，不能用手持着望远镜转动。
【数据记录及处理】
表4 一级谱线的衍射角
零级像位置
左传一级像
位置
偏转角
右转一级像
位置
偏转角
偏转角平均值
光栅常数
钠光的波长λ0 = 589·
根据式（10） K=1， λ
相对误差
【思考题】
1 什么是最小偏向角？如何找到最小偏向角？
2 分光计的主要部件有哪四个？分别起什么作用？
3 调节望远镜光轴垂直于分光计中心轴时很重要的一项工作是什么？如何才能确保在望远镜中能看到由双面反射镜反射回来的绿十字叉丝像？
4 为什么利用光栅测光波波长时要使平行光管和望远镜的光轴与光栅平面垂直？
5 用复合光源做实验时观察到了什么现象，怎样解释这个现象？
实验装置：
实验2 探究水沸腾时温度变化的特点
实验目的：
观察沸腾现象，找出水沸腾时温度的变化规律。
实验器材：
铁架台、酒精灯、石棉网、温度计、烧杯（50ml），火柴，中心有孔的纸板、水、秒表。
实验装置：
实验步骤：
1、按上图组装器材。在烧杯中加入30ml的水。
2、点燃酒精灯给水加热。当水沸腾，即水温接近90℃时，每隔0.5min在表格中记录温度计的示数T，记录10次数据。
3、熄灭酒精灯，停止加热。
4、冷却后再整理器材。
5、以温度T为横坐标，时间t为纵坐标，在下图中的方格纸上描点，再把这些点连接起来，从而绘制成水沸腾时温度与时间关系的图像；
6、整理、分析实验数据及其图像，归纳出水沸腾时温度变化的特点。
注重实验过程，提高实验操作效率
大学物理实验大多是验证实验，要求学生通过实验数据验证物理定理的正确性。在这个过程中，教师往往更注重实验数据的准确性，而忽略了实验操作过程。然而，在验证定理的基础上，实验过程可以培养学生的实践能力。因此，有必要在注重实验过程的基础上提高实验操作效率。
（1）要深刻理解仪器原理，教师要下功夫
大学物理实验教师不仅要掌握需要验证的物理定理和定律，还要深入了解所用仪器的结构和测量原理，了解整个实验，解决实验过程中可能遇到的.问题或障碍。这个过程要求教师花精力学习仪器的使用说明和原理图纸，熟悉仪器的安装和调试，并能简单地维护和维护仪器。以迈克尔逊干涉仪为例，设备调节螺钉较多，操作不当容易造成螺钉损坏。教师不仅要教学生实验知识，还要维护仪器设备的正常运行。
(二)讲解多做设问，不照本宣科
大多数高校都有实验岗位，大学物理实验教师一般负责几个固定的实验教学工作。由于多年从事同一实验教学，在积累教学经验的同时，也容易产生保守的教学理念，不适合现代大学生的认知特点。就像理论教学不能按照本科宣传一样，实验教学也要抓住学生的兴趣点，采用启发式教学，在讲解实验的过程中一步步提问，吸引人，摒弃直接向学生展示实验过程，然后由学生记录数据的机械教学，更不用说把学生培养成数据记录者了。例如，在迈克尔逊干涉仪测量激光波长的实验中，在光路调整、仪器零调整、干涉图形形成等过程中，问学生为什么比教学生如何做更重要。
（3）结合多种手段，充分利用多媒体
在大学课程的教学中，理论课程往往更注重教学手段。事实上，实验课程也存在同样的问题。利用多媒体等教学手段，可以增加学生的学习兴趣，节省教师板书时间。实验教学不仅是实验仪器的操作，还包括实验原理和实验过程的解释。一门精彩的实验课应该是理论与实验的有机结合。但由于实验场所的限制，高校实验室很少设置多媒体等教学设备。近年来，随着高校对实验教学的重视，许多实验室也配备了多媒体，多媒体不再是课堂教学的专有设备。教师使用多媒体教学设备，实验原理、仪器使课程和教学、课件注意事项，视觉和听觉效果，可以大大激发学生的学习兴趣，在不增加实验时间的基础上，节省更多的时间供学生实验，在保证质量的前提下，大大提高实验效率。特别是对于迈克尔逊干涉仪等光学实验，可以在学生面前生动地展示光传输、干涉仪器原理等抽象的物理图景，使学生在仪器操作中更有针对性。
1、提出问题:
声音的强弱(声音的响度)可能
1)、与声源振动的幅度(振幅)有关；
2)、与人离声源的距离有关。
2、猜想或假设：
1)、声源的振幅越大，响度越大；
2)、人离声源的距离越近，人听到的声音响度越大。
3、制定计划与设计方案(用控制变量法)如，
探究1)声音的响度与声源振动的幅度(振幅)的关系：
考虑让人与声源的距离相同，使声源的振幅不同， 看在声源的振幅大小不同时，听声音响度大小的情况怎样？
探究2)响度与人离声源距的离大小关系
考虑让声源的振幅相同，使人离声源距离不同，看在人离声源的距离大小不同时，听声音响度大小的情况怎样？
4、进行实验与收集证据
探究1)选一只鼓，在鼓上放一小纸屑，让人离声源的距离0.5米(不变)
(1)第一次轻轻地敲击一下鼓，看到小纸屑跳起(如0.5厘米)，听到一个响度不太大的声音；
(2)第二次重重地敲击一下鼓，看到小纸屑跳起(如1.5厘米)，听到一个响度很大的声音。
结论：人离声源的距离相同时，声源的振幅越大，声音的响度越大。
探究2)的实验过程与上类似
结论是：声源的振幅相同时，人离声源的距离越近，人听到的声音响度越大。
5、自我评估：
这两个结论经得起验证。如，我们要让铃的声音很响，我们可以用力去打铃；汽车鸣笛，我们离汽车越近，听到的声音越响。
6、交流与应用
如果我们声音小了，听众可能听不见我们的说话声，我们可以考虑：
1)让说话的声音大一些(声带的振幅大了)；
2)与听众的距离近一些。
一、实验目的
1.了解数码照相的基本原理、基本结构及一些重要概念；
2.学习数码相机的基本操作；
3.学习数码相机在科学技术照相中常用的一些高级功能。
二、实验原理
数码相机的原理结构：主要是利用CCD/CMOS传感器的感光功能，将来自被拍摄物体的光线通过
光学镜头成像于光电转换器CCD（或CMOS）的感光面上。经由CCD直接输出的是模拟信号，由A/D转换
器转换成数字信号，经数字信号处理器DSP的处理，将图像保存到存储器中。
原理光路（在图上标出：光阑直径、进光面积、成象面积各量）
光圈（光圈指数）：光圈是限制光束通过的结构。光圈能改变能光口径，控制通光量。光圈指数是衡
量光圈大小的参数，数值越小表示光圈的孔径越大，所对应成像面的亮度就越大；反之，数值越大，表
示光圈的孔径越小，所对应成像面的亮度就越小。
H=Et
快门速度（时间）：决定曝光时间，速度越快则曝光时间越短。
景深：拍摄有前后纵深的景物时，远景不同的景物在CCD上能够清晰成像的范围。
3.成像曝光量H与光圈指数F及快门开启时间t间的关系：光圈指数越大，快门开启时间越久，则
2曝光量越大；反之，光圈指数越小，快门开启时间越短，则曝光量越小。即H∝（1/F）t
三、照片及分析评价
项目一
拍照模式：自动 ISO：500（自动产生） 快门：1/30（自动） 光圈：4.5（自动） 白平衡：Auto，0 曝光补偿：±0.0
评议：画面较暗，曝光量不足、颜色偏黄，白平衡调节不当、画面不够清晰，聚焦不准，可能是操作不当。在此场景下全自动拍摄结果不尽人意。
项目二
拍照模式：P ISO：HI-1 快门：1/125（自动） 光圈：5.6白平衡：Auto，0 曝光补偿：±0.0
拍照模式：P ISO：HI-1 快门：1/125（自动） 光圈：5.6白平衡：白炽灯 曝光补偿：±0.0 评议：白平衡为白炽灯时效果更自然，白平衡自动时背景失真。
项目三
拍照模式：A ISO：200 快门：1/3（自动） 光圈：9 白平衡：阳光 曝光补偿：±0.0
拍照模式：A ISO：200 快门：1/3（自动） 光圈：9 白平衡：阳光 曝光补偿：±0.0
评议：经过多次光圈调整，对比所拍摄照片可以发现：当光圈较小（光圈指数较大）时，景深较长。
项目四
拍照模式：自动 ISO：320（自动产生） 快门：1/125（自动） 光圈：5.6（自动） 白平衡：Auto，0 曝光补偿：±0.0
拍照模式：P ISO：200（自动产生） 快门：1/20（自动） 光圈：4.5（自动） 白平衡：阳光 曝光补偿：+2.7
评议：无曝光补偿时，拍摄背景较亮的景物，物体显得十分昏暗。
实验：研究电磁铁
初三（ ）班 姓名： 座号：
一、实验目的：探讨电流的通、断、强弱对电磁铁的影响；探讨增加线圈匝数对电磁铁磁性的影响。
二、实验器材：电磁铁、电源、开关、滑动变阻器、电流表和一小堆大头针。
三、实验步骤：
1、 将电源、开关、滑动变阻器、电流表与电磁铁连成串联电路。
2、 将开关合上或打开，观察通电、断电时，电磁铁对大头针的吸引情况，判断电磁铁磁性的有无。
3、 将开关合上，调节滑动变阻器，使电流增大和减小(观察电流表指针的示数)，从电磁铁吸引大头针的情况对比电磁铁磁性强弱的变化。
4、 将开关合上，使电路中的电流不变(电流表的示数不变)改变电磁铁的接线，增加通电线圈的匝数，观察电磁铁磁性强弱的变化。
四、实验记录：
通电
断电
电流增大
电流减小
线圈匝数增多
电磁铁的
磁性强弱
五、实验结论：
（1）电磁铁通电时 磁性，断电时 磁性。
（2）通入电磁铁的电流越大，它的磁性越 。
（3）在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越 。
实验目的：观察平面镜成像的情况，找出成像的特点。
实验原理：遵循光的反射定律：三线共面、法线居中、两角相等。
实验器材：同样大小的蜡烛一对、平板玻璃一块、白纸一张、刻度尺一把
实验装置：
实验步骤：
1、在桌面上铺一张大纸，纸上竖立一块玻璃板作为平面镜，沿着玻璃板在纸上画一条直线，代表平面镜的位置；
2、把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像；
3、再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛，竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它跟前面那支蜡烛的像完全重合，这个位置就是前面那支蜡烛像的位置，在纸上记下这两个位置；
4、移动点燃的蜡烛，重做实验；
5、用直线把每次实验中蜡烛和它的像在纸上的位置连起来，并用刻度尺分别测量它们到玻璃板的距离，将数据记录在下表中。
一、实验目的
1、掌握氢氘光谱各谱线系的规律，即计算氢氘里德伯常数RH，RD的方法。
2、掌握获得和测量氢氘光谱的实验方法。
3、学习光栅摄谱仪的运行机理，并学会正确使用。
二、实验仪器及其使用方法
WPS-1自动控制箱，光源：铁电极。电弧发生器，光源：氢氘放电管。中间光阑，哈德曼光阑，摄谱窗口。
平面光栅摄谱仪是以平面衍射光栅作为色散元件的光谱仪器。它的光学系统用Ebert-Fastie装置（垂直对称式装置），其光学系统如图2所示。由光源B(铁电极、氢氘放电管)发射的光，经过消色差的三透镜照明系统L均匀照明狭缝S，再经反射镜P折向球面反射镜M下方的准光镜O1上，经O1反射，以平行光束射到光栅G上，经光栅衍射后，不同方向的单色光束射到球面反射镜的中央窗口暗箱物镜O2处，最后按波长排列聚焦于感光板F上，旋转光栅G，改变光栅的入射角，便可改变拍摄谱线的波段范围和光谱级次。这种装置的入射狭缝S和光谱感光板是垂直平面内对称于光栅G放置的，由于光路结构的对称性，彗差和像散可以矫正到理想的程度，使得在较长谱面范围内，谱线清晰、均匀。同时由于使用球面镜M同时作为准直物镜和摄谱物镜，因此不产生色差，且谱面平直。使用摄谱仪做光谱实验时必须注意以下事项：
（1）摄谱仪为精密仪器，使用时要注意爱护。尤其是狭缝，非经教师允许，不可以随意调节各旋钮，手柄均应轻调慢调，旋到头时不能再继续用力，不要触及仪器的各光学表面；
（2）燃电弧时，注意操作安全。电弧利用高频高压，点燃后不要用手触及仪器外壳；更换电极时要切断高压电，用绝缘性能好的钳子或手套来更换；电弧有强紫外线辐射，使用时要戴防护眼镜；
（3）铁弧电极上不能有氧化物，应经常磨光，呈圆锥形；调节两电极头之间的距离，注意电极头成像不要进入中间光阑。
三、实验原理
巴尔末总结出来的可见光区氢光谱的规律为：
（n=3，4，5……）
式中的B=364、56nm。此规律可改写为：
式中的为波数，为氢的里德伯常数（109678cm）。
根据玻尔理论或量子力学中的相关理论，可得出对氢及类氢离子的光谱规律为：
其中，和为整数，z为该元素的核电荷数，相应元素的里德伯常数为：
其中，m和e为电子的质量和电荷，c是真空中的光速，h为普朗克常数，M为原子核的质量。显然，随元素的不同R应略有不同，但当认为M→∞时，便可得到里德伯常量为：
这与玻尔原子理论（即电子绕不动的核运动）所推出的R值完全一样。现在公认的
的值为：10973731m，这与理论值完全符合。有了这样精密测定的里德伯常量，又可以反过来计算还没有测定的某些元素的里德伯常数。即：比如应用到氢和氘为：
可见，氢和氘的里德伯常数是有差别的，其结果就是氘的谱线相对于氢的谱线会有微小的位移，叫同位素位移。和是能够直接精确测量的量，测出它们，也就可以计算出氢和氘的里德伯常数。同时还可以计算出氢和氘的原子核质量比。
式中是已知量。注意：波长应为真空中的波长，同一光波，在不同介质中波长是不同的，唯有频率及对应光子的能量是不变的，我们的测量往往是在空气中进行的，所以为精确得到结果时应将空气中的波长转换为真空中的波长。
四、测量内容及数据处理
测量内容
1、拍摄氢氘和铁的光谱。按实验要求，拟好摄谱程序表格，调好光路后，按程序用哈特曼光栏的相应光孔，分别拍下氢氘和铁的光谱。
2、显示谱片。取下底片盒，到暗室进行显影，定影、水洗等处理得到谱片。
3、观察和测量氢氘光谱线的波长。在光谱投影仪上观察谱片上的光谱，区分铁光谱和氢氘光谱，基于在很小的波长范围内可以认为线色散是个常数。如下图所示、用线性内插法就可以算出待测的谱线的波长。在映谱仪上用直尺进行粗测，在阿贝比长仪上进行精确测量计算出氢氘谱线的波长。
4、数据处理。计算出氢氘的里德伯常数，确定其不确定度，给出实验结果表达式。
用验电器演示导体和绝缘体
【器材】
验电器（或自制验电器），有机玻璃或橡胶棒，丝绸或毛皮，被检验的物体：铁丝、铜丝等金属丝，陶瓷、松香、玻璃、橡胶等。
【操作】
（1）将丝绸摩擦过的有机玻璃棒（或用毛皮摩擦过的橡胶棒）与验电器接触，使验电器带电，金箔张开一定的角度，然后用手接触一下验电器上的小球，金箔马上合拢。这表明手碰了小球后，验电器上的电荷通过手和人体传给大地了，这证明人体是导体。
（2）用上述方法使验电器重新带电。手拿铁丝和铜丝等金属丝用它们去跟带电的验电器小球接触，可以看到金箔也会合拢，表明验电器上的电荷通过金属丝和人体传到地球上去了，金属丝是导体。当手拿陶瓷、玻璃、松香等用它们去跟带电的验电器小球接触，金箔仍张开并不合拢，表明验电器上的电荷没有通过陶瓷、玻璃、松香等传到地球上，说明陶瓷、玻璃松香等是绝缘体。
【注意事项】
被检验的绝缘体的表面要清洁干燥，以免表面漏电。
实验目的：观察水的沸腾。
实验步骤：
①在烧杯里放入适量水，将烧杯放在石棉网上，然后把温度计插入水里。
②把酒精灯点着，给烧杯加热。
③边观察边记录。
④做好实验后，把器材整理好。
观察记录：
①水温在 60℃以下时，随着水温不断升高，杯底上气泡越来越多，有少量气泡上升。
②水温在60℃～90℃之间时，杯底气泡逐渐减少，气泡上升逐渐加快。
③在90℃～100℃之间时，小气泡上升越来越快。
④水在沸腾时，大量气泡迅速上升，温度在98℃不变。
⑤移走酒精灯，沸腾停止。
实验结论：
①沸腾是在液体表面和内部同时进行的汽化现象。
②水在沸腾时，温度不变。
20xx年X月XX日
用验电器演示导体和绝缘体
一、器材
验电器（或自制验电器），有机玻璃或橡胶棒，丝绸或毛皮，被检验的物体：铁丝、铜丝等金属丝，陶瓷、松香、玻璃、橡胶等。
二、操作
（1）将丝绸摩擦过的有机玻璃棒（或用毛皮摩擦过的橡胶棒）与验电器接触，使验电器带电，金箔张开一定的角度，然后用手接触一下验电器上的小球，金箔马上合拢。这表明手碰了小球后，验电器上的电荷通过手和人体传给大地了，这证明人体是导体。
（2）用上述方法使验电器重新带电。手拿铁丝和铜丝等金属丝用它们去跟带电的验电器小球接触，可以看到金箔也会合拢，表明验电器上的电荷通过金属丝和人体传到地球上去了，金属丝是导体。当手拿陶瓷、玻璃、松香等用它们去跟带电的验电器小球接触，金箔仍张开并不合拢，表明验电器上的电荷没有通过陶瓷、玻璃、松香等传到地球上，说明陶瓷、玻璃松香等是绝缘体。
三、注意事项
被检验的绝缘体的'表面要清洁干燥，以免表面漏电。
四、实验目的：观察水的沸腾。
五、实验步骤
①在烧杯里放入适量水，将烧杯放在石棉网上，然后把温度计插入水里。
②把酒精灯点着，给烧杯加热。
③边观察边记录。
④做好实验后，把器材整理好。
六、观察记录
①水温在60℃以下时，随着水温不断升高，杯底上气泡越来越多，有少量气泡上升。
②水温在60℃～90℃之间时，杯底气泡逐渐减少，气泡上升逐渐加快。
③在90℃～100℃之间时，小气泡上升越来越快。
④水在沸腾时，大量气泡迅速上升，温度在98℃不变。
⑤移走酒精灯，沸腾停止。
七、实验结论
①沸腾是在液体表面和内部同时进行的汽化现象。
②水在沸腾时，温度不变。
20xx年X月XX日
＿＿＿＿级＿＿班＿＿号
姓名＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 实验日期＿＿＿＿年＿＿月＿＿日
实验名称
探究凸透镜的成像特点
实验目的
探究凸透镜成放大和缩小实像的.条件
实验器材
标明焦距的凸透镜、光屏、蜡烛、火柴、粉笔 实验原理
实验步骤
1.提出问题：
凸透镜成缩小实像需要什么条件？
2.猜想与假设：
（1）凸透镜成缩小实像时，物距u_______2f。（“大于”、“小于”或“等于”）
（2）凸透镜成放大实像时，物距u_______2f。（“大于”、“小于”或“等于”）
3.设计并进行实验：
（1）检查器材，了解凸透镜焦距，并记录。
（2）安装光具座，调节凸透镜、光屏、蜡烛高度一致。
（3）找出2倍焦距点，移动物体到2倍焦距以外某处，再移动光屏直到屏幕上成倒立缩小的清晰实像的为止，记下此时对应的物距。
（4）找出2倍焦距点，移动物体到2倍焦距以内某处，再移动光屏直到屏幕上成倒立放大的清晰实像的为止，记下此时对应的物距。
（5）整理器材。
中学物理实验是培养学生科学的观察、实验能力，科学的思维、分析和解决问题能力的主要课程之一。正向李政道先生所说的那样：“教物理重要的是让学生懂道理……”根据中学物理教学的目的和教学大纲的基本要求，在中学物理实验的教学过程中应使学生在科学实验的基本方法上有一个实在的感受，从而培养他们的探索精神和创造性，并受到科学方法的教育。
1.实验设计
为使实验达到预期的目的，必须明白为什么要做这个实验，做这个实验是要解决现实技术问题、知识问题，还是要探索一下教材中将要出现的物理现象等等。解决实际问题的是什么样的，探索书中的知识问题时，应当明白是哪一个问题及什么现象。目的明确，是实验成功的前题。
设计实验的基本方法归纳为下面几种：
(1)放大法。
利用迭加，反射等原理将微小量放大为可测量，例如游标尺、螺旋测微器、库仑扭秤、油膜法测分子直径等。
(2)平衡法。
用于设计测量仪器。用已知量去检验测量另一些物理量。例如天平、弹簧秤、温度计、比重计等。
(3)转换法。
借助于力、热、光、电现象的相互转换实行间接测量，例如打点计时器的设计，电磁仪表、光电管的设计等。
2.探索性实验的选题
学生探索性实验，并不是去揭示尚未认识的物理规律。而是在经历该实验的全过程之后，对探索性实验有一个实在的感受，掌握探索未知物理规律的基本方法。
探索性实验的选题应与学生的知识水平和学习任务相适应。在选题方面应注意到以下几点：
(1)根据中学生学到的数学知识和在实验时间上的限制，实验结果的经验公式以一次线性为宜。如：
①线性关系：Y=a+bx
②反比关系：Y=a+b/x
③幂关系：Y=axb
改直：logy=loga+blogx
④指数关系： Y=aexp(bx)
改直：Iny=Ina+bx
以上各式中x为自变量，y为应变量，同时又是被测量，a、b为常数。
(2)两个被测量之间的变化特征具有较强的可观察性。
(3)经验公式的理论分析不宜过于复杂。
3.物理实验的操作方法
操作能力，主要是指基本仪器的使用和数据的读出，仪器、设备的组装或连接，故障的排除等三个方面。
(1)基本仪器的作用。
中学物理实验涉及的基本测量仪器有：米尺、卡尺、螺旋测微器、天平、停表、弹簧秤、温度计、气压计、安培计、伏特计、变阻箱、万用表、示波器。
使用基本测量仪器的规范要求是：
①了解测量仪器的使用方法，明确测量范围允许极限和精密程度;
②对某些仪器如电表等，在使用前，必须调节零点，或记下零点误差;
③牢记使用规则和操作程序;
④正确读取数据。
例如，弹簧秤的正确使用要求是：明确弹簧秤的测量范围;测量前，记下零点误差;使用弹簧秤时，施力的方向应与弹簧的轴线在同一直线上，不能使弹簧秤受力过久，以免引起弹性疲劳，损坏仪器;正确地观察读数，记取数据时，不仅要记录最小刻度能指示出来的数，还应读出一位估计数字，数据后面要写明单位。
又如，安培计的正确使用要求是：明确量程;使用前，调节零点;正确连接应与待测电路串联，并注意正、负极性;正确读取数据，注明单位。
(2)仪器、设备的组装或连接。
要进行一个物理实验，总是需要先把各个仪器、部件、设备组装起来，并要求装配和连接必须正确无误。具体要求是：布局要合理，要便于观察和操作;连接要正确，简单;实验前要检查，必要时进行预备性调节。
例如，电路实验，操作要求是：
①按照实验原理电路图，安排好仪器、元件的布局，要便于连接，便于检查，便于操作，便于读取数据。
②正确地连接电路。
安培表、伏特表是否分别与待测电路串联、并联，正、负极性是否正确;滑线变阻器的接线是否合理;连接线路是否符合先支路、再并列、后干路、最后接电源的程序;电键是否能控制电路;接线是否简捷、牢固。
③实验前应先检查电路，发现问题及时纠正，并进行预备性调节。
④严格按操作程序操作，例如，改变电阻器的阻值，是否由小到大，或由大到小，最后，正确读取数据。
(3)故障的排除
实验中的故障排除，不单是一种操作能力，它涉及对实验原理的掌握程度、分析问题处理问题的方法、对各部件工作情况的了解等，是一种综合运用能力。
实验发生故障时，应根据各部件工作状态及各部件联结处的分析，可能产生故障的几种因素，逐个检查，以致最后排除故障。
总之，培养实验操作能力，是学习物理的必要基础，它有利于对知识的理解，有利于自己创造条件探索问题，有利于学生智力的发展。
在物理学习中，培养操作能力，应有计划地、分阶段地进行。
第一，操作的认知阶段
要求对操作技能有初步的认识，在头脑中形成操作的映象，要求按规定的程序，做一些目的单纯的定向训练;
第二，操作的阶调阶段
要求反复练习操作，提高操作的准确性、协调性。
4.物理实验中的观察内容
观察是对事物和现象的仔细察看、了解。它是思维的知觉，智力活动的门户和源泉。中学物理实验中的观察是一种有目的、有计划而且比较持久的思维知觉，一般需要重点地观察实验的基本仪器、实验的设备和装置，实验中的各种物理现象和数据、图象、图表，以及教师的规范化操作等等。
(1)观察仪器的刻度。
仪器刻度的观察，主要是弄清刻度值的单位及其最小分度值，由此可确定测量值应估读到哪一位。
(2)观察仪器的构造。
主要是通过观察，了解仪器的结构原理、每个部件的作用、测量范围等等。
例如，液体温度计是利用液体热胀冷缩的原理制成的。它们的底部都有一个玻璃泡，上部是一根顶端封闭、内径细而均匀的玻璃管，在管和泡里有适量的某种液体，管上标有刻度，在温度改变时，液体热胀冷缩，管内液面位置就随着改变，从液体达到的刻度就可读出温度值，温度计由于用途不一，测量范围也各不相同。例如，体温计的测量范围是35～42℃，一般实验室的水银温度计其测量范围是20～100℃。
(3)观察仪器的铭牌。
通过对仪器铭牌的观察可了解仪器的名称、规格、使用方法和使用条件等等。
例如，有的变阻器的铭牌上标有“滑动变阻器，1.5A50Ω的意思是滑动变阻器允许通入的最大电流是1.5A，最大阻值是50Ω。
(4)观察图像、图表、示意图、实物图。
对图像的观察，主要是观察它反映的是什么物理现象，物理量变化过程怎样，物理量的变化遵循什么规律。
对图表的观察，主要通过观察了解图表的意义、用途、应用条件以及所列物理量的单位。
例如，液体的沸点表反映了不同液体沸腾时的温度，用它可以查找液体的沸点，单位是℃，因液体的沸点跟压强等条件有关系，表中所列的通常是在1标准大气压下的沸点值。
对示意图、电路图、实物图等的观察，主要观察它们分别反映的是什么物理模型，有何用途，仪器和电路的结构是怎样布局的，各个部件(或元件)如何连接，各部分有什么关系等等。
(5)观察实验装置的安装。
通过对实验装置安装的观察，可了解该装置的用途，使用了哪些仪器和元件以及仪器配置的顺序和方法等等。
(6)观察实验的操作过程。
通过对实验操作过程观察，可了解操作前需做哪些准备工作，操作实验的顺序和过程怎样(例略)。
(7)观察实验的现象。
对实验现象的观察，主要是观察现象产生的条件和过程。
例如，两根相距很近的平行导线，当通入相同方向的电流时，两者会相互吸引;当通入相反方向电流时，两者就互相排斥。
(8)观察实验的数据。
实验数据的观察，要求观测的方法要正确，数字的读数要根据仪器最小刻度达到一定的准确度，记录测量的结果时必须明确数据的单位。
例如，测物体长度，观察刻度时要眼睛正视制度线，不能斜视，观察装在玻璃量筒里或玻璃量杯里水面到达的刻度时，视线要跟水面凹形的底部相平，观察水银温度计时，视线要和水银面最高处相平。
(9)观察教师的示范演示。
对教师示范演示的观察，要观察教师规范化的安装实验装置，合理地安排实验程序和正确的操作过程以及演示物理现象、数据的读取和记录，如何得到实验结果等等(例略)。
5.物理实验中的观察方法
物理实验观察，通常采用的方法有：对比观察法和归纳观察法。
(1)对比观察法。
人们认识事物、现象，往往是通过对两个事物、现象的对比，或把某一现象发生变化的前、后情况进行比较来实现的。
例如，观察物质熔解或凝固时的体积变化，就可以把石蜡放在烧杯里，先用酒精灯徐徐加热使其全部熔解。这时，观察到石蜡液面是水平的，标出液面与烧杯接触的高度。撤去酒精灯，等石蜡冷却全部凝固后，经过观察发现：石蜡面与烧杯接触的高度虽然没有明显的变化，但表面凹下去了。
又如，在学习沸腾现象时，可以观察液体在沸腾前和沸腾时的情况，并进行比较。这时，要求学生做到细致、敏捷、全面、准确地观察。结果会发现：沸腾前，液体内部形成气泡，气泡在上升过程中逐渐变大，达到液面后破裂。通过液体沸腾前、后的情况对比，可以得知：沸腾是液体内部和表面都进行剧烈地汽化的现象。
我们还可以人为地控制条件，使液体分别在常压、加压、减压下沸腾，比较不同情况下的沸腾现象可知：同一种液体，沸点随外界压强变化而改变;如果研究对象为不同液体，使它们在相同外界压强的条件下沸腾，通过对比实验观察可知，在相同的压强下，不同液体的沸点是不同的。
从以上两个例子可以看出：使用对比观察法，有利于掌握现象的特征以及它与其它类似现象的区别。
(2)归纳观察法。
总结一些现象的一般规律，反映现象的实质时，或研究一些涉及变化因素较多的问题时，通常采用归纳观察法。即通过对个别现象分别进行观察，得到一些个别的结论，再分析、归纳，从而得出一般的规律。
例如，为了便于研究质点的加速度与力、质量的关系，就在先确定质量这个因素是不变情况下，观察加速度与力之间的关系;然后在确定另一个因素——力是不变的情况下，观察加速度与质量之间的关系;最后，通过归纳得出牛顿第二运动定律。
可见，使用归纳观察法，有利于掌握现象的实质以及研究比较复杂现象的一般规律。
总之，培养观察能力，要明确观察的目的、任务，激发学生的观察兴趣，要使学生养成善于观察、勤于思考的习惯，要教给学生观察的方法，对学生进行观察训练，要求观察得准确、全面、细致、敏捷。
6.实验结果的表示
实验结果的表示，首先取决于实验的物理模式，通过被测量之间的相互关系，考虑实验结果的表示方法。常见的实验结果的表示方法是有图解法和方程表示法。在处理数据时可根据需要和方便选择任何一种方法表示实验的最后结果。
(1)实验结果的图形表示法。
把实验结果用函数图形表示出来，在实验工作中也有普遍的实用价值。它有明显的直观性，能清楚的反映出实验过程中变量之间的变化进程和连续变化的趋势。精确地描制图线，在具体数学关系式为未知的情况下还可进行图解，并可借助图形来选择经验公式的数学模型。因此用图形来表示实验的结果是每个中学生必须掌握的。
图解法主要问题是拟合面线，一般可分五步来进行。
①整理数据
即取合理的有效数字表示测得值，剔除可疑数据，给出相应的测量误差。
②选择坐标纸
坐标纸的选择应为便于作图或更能方使地反映变量之间的相互关系为原则。可根据需要和方便选择不同的坐标纸，原来为曲线关系的两个变量经过坐标变换利用对数坐标就要能变成直线关系。常用的有直角坐标纸、单对数坐标纸和双对数坐标纸。
③坐标分度
在坐标纸选定以后，就要合理的确定图纸上每一小格的距离所代表的数值，但起码应注意下面两个原则：
a.格值的大小应当与测量得值所表达的精确度相适应。
b.为便于制图和利用图形查找数据每个格值代表的有效数字尽量采用1、2、4、5避免使用3、6、7、9等数字。
④作散点图
根据确定的坐标分度值将数据作为点的坐标在坐标纸中标出，考虑到数据的分类及测量的数据组先后顺序等，应采用不同符号标出点的坐标。常用的符号有：×○●△■等，规定标记的中心为数据的坐标。
⑤拟合曲线
拟合曲线是用图形表示实验结果的主要目的，也是培养学生作图方法和技巧的关键一环，拟合曲线时应注意以下几点：
a.转折点尽量要少，更不能出现人为折曲。
b.曲线走向应尽量靠近各坐标点，而不是通过所有点。
c.除曲线通过的点以外，处于曲线两侧的点数应当相近。
⑥注解说明
规范的作图法表示实验结果要对得到的图形作必要的说明，其内容包括图形所代表的物理定义、查阅和使用图形的方法，制图时间、地点、条件，制图数据的来源等。
(2)实验结果的方程表示法。
方程式是中学生应用较多的一种数学形式，利用方程式表示实验结果。不仅在形式上紧凑，并且也便于作数学上的进一步处理。实验结果的方程表示法一般可分以下四步进行。
①确立数学模型
对于只研究两个变量相互关系的实验，其数学模型可借助于图解法来确定，首先根据实验数据在直角坐标系中作出相应图线，看其图线是否是直线，反比关系曲线，幂函数曲线，指数曲线等，就可确定出经验方程的数学模型分别为：
Y=a+bx，Y=a+b/x，Y=a，Y=aexp(bx)
②改直
为方便的求出曲线关系方程的未定系数，在精度要求不太高的情况下，在确定的数学模型的基础上，通过对数学模型求对数方法，变换成为直线方程，并根据实验数据用单对数(或双对数)坐标系作出对应的直线图形。
③求出直线方程未定系数
根据改直后直线图形，通过学生已经掌握的解析几何的原理，就可根据坐标系内的直线找出其斜率和截距，确定出直线方程的两个未定系数。
④求出经验方程
将确定的两个未定系数代入数学模型，即得到中学生比较习惯的直角坐标系的经验方程。
中学物理实验有它一套实验知识、方法、习惯和技能，要学好这套系统的实验知识、方法、习惯和技能，需要教师在教学过程中作科学的安排，由浅入深，由简到繁加以培养和锻炼。逐步掌握探索未知物理规律的基本方法。
7.分组实验问题
对学生分组实验，目前存在的主要问题是：
①有的学生不讲求实验目的是否达到，不按实验规则和实验步骤进行实验，只是在实验室里把仪器当作玩具胡乱地摆弄几下就了事;
②有的学生不遵守实验室的纪律，在实验室内串来串去，大声讲话，干扰别人的实验操作;
③在分组实验中的操作往往由一人包办到底，其余同学只是陪坐，不能参与实验活动;
④有的同学不重视实验的科学性，不重视实验现象和实验数据的真实性，而是凑凑实验数据了事，将实验课变成了凑数据、拼结论的课。
针对上述情况，在组织分组实验，特别是进实验室做第一个实验时，实验前的教育，从开始就着手培养良好的实验习惯。如爱护仪器，遵守实验室的各种纪律，实验前弄清实验目的，实验原理，实验步骤，了解实验时的注意事项以及实验仪器的操作和放置。如实验仪器的放置应方便操作和易于观察，需要观察和读数的仪器、仪表应放在中间靠近操作者，需要调节的仪器、仪表应放在面前稍偏右，其它器件以不影响操作，不防碍观察做有序的放置。应要求学生人人参加实验活动，认真观察实验现象和记录真实的实验数据。实验结束后，将实验仪器清理归还原处。认真处理实验所测出的数据，分析归纳实验中观察的现象，从而得出实验结论，分析实验误差，并写出简单的实验报告。
(一)实验目的
1.学会用打上点的纸带研究物体的运动。
2.掌握判断物体是否做匀变速运动的方法。
3.会利用纸带测定匀变速直线运动的加速度。
4.练习使用打点计时器
(二)实验原理
1.匀变速直线运动的特点
(1)物体做匀变速直线运动时，若加速度为a，在各个连续相等的时间T内发生的位移依次为x1、x2、x3、?、xn，则有：x2-x1=x3-x2=?=xn-xn-1=aT2，即任意两个连续相等的时间内的位移差相等。可以依据这个特点，判断一个物体是否做匀变速直线运动。
(2)做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间内中间时刻的瞬时速度。
2.由纸带求物体加速度的方法 (1)逐差法
设相邻相同时间T内的位移分别为x1、x2、?、x6，则 x2-x1=x3-x2=x4-x3=?=x6-x5=aT2 x4-x1=3a1T2 x5-x2=3a2T2 x6-x3=3a3T2
得加速度a=(a1+a2+a3)/3
= (2)图象法(421?522?623)x4?x5?x6x1?x2?x32?
33T3T3T9T
以打某计数点时为计时起点，然后利用vn=(xn+xn+1)/2T测出打各点时的速 度，描点得v-t图象，v-t图象的斜率即为加速度，如图所示。
(3)由纸带求物体速度的方法 “平均速度法”求速度，即vn=(xn+xn+1)/2T， 如图所示。
(三)实验器材
电火花计时器或电磁打点计时器，一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片。
(四)实验步骤
1.把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸 出桌面;把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端; 连接好电路，再把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮， 下边挂上合适的钩码;将纸带穿过打点计时器，并把它 的一端固定在小车的后面。
2.把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点。换上新纸带，重复三次。
3.从三条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开头比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个开始点，在选好的开始点下面记作0，0后面
动的加速度。
同学们还可先画出v-t图象，再求小车做匀变速运动的加速度。
(五)注意事项
1.要在钩码落地处放上软垫或砂箱，防止撞坏钩码。
2.要在小车到达滑轮前用手按住它或放置泡沫塑料挡板，防止撞坏小车。
3.小车的加速度宜适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取出7~8个计数点为宜。
4.纸带运动时尽量不要让纸带与打点计时器的限位孔摩擦。
5.要先接通电源，待打点计时器工作稳定后，再放开小车;放开小车时，小车要靠近打点计时器，以充分利用纸带的长度。
6.不要分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕(可先统一量出各计数点到计数起点0之间的距离)，读数时应估读到毫米的下一位。
(六)误差分析
本实验参与计算的量有x和T，因此误差来源于x和T。
1.由于相邻两计数点之间的距离x测量不够精确而使a的测量结果产生误差。
2.市电的频率不稳定使T不稳定而产生误差。